113 年中國材料學會年會致詞: 材料科技與 AI

 113 年中國材料學會年會致詞:  材料科技與 AI

材料科技與 AI 息息相關

頒發中技社學術獎

其樂融融

很高興又來參加材料學會年會，我可能是在場會員中最資深會員，並曾 在1995-1999 年間擔任理事長，在1991-2003 年間，擔任「材料化學與物理」國際期刊主編，緣分非淺。同時今天也非常高興看到材料學會與中興大學材料系欣欣向榮。

等一下我會代表「中技社」頒發「中技社學術獎」給今年材料學會最高榮譽陸志鴻獎得主薛承輝教授；「中技社」是台灣頂尖的科技智庫，本人有緣自 2018年起協助推動 AI 相關議題的研討工作，每年舉辦一次大型研討會，多次座談會，並舉辦「國中教師研習營」以及自 2019年起，每年辦理 AI 創意競賽，對 AI 自然多了 一分關注。

很巧的是，我也是從 2018年每半年為《工業材料》雜誌 ⟨煮字集⟩ 專欄撰稿一篇，回看近兩年的文章，都與 AI有關。譬如說在去年五月題目為「ChatGPT 談 AI 與材料科技」，去年十一月題目為「伊隆馬斯克和材料科技創新」，今年五月以「AI 推進的新材料開發黃金時代」，十一月則以「科幻 與 AI」為題。

新型聊天機器人 ChatGPT 是於 2022年十一月底問世，由於強大好用，很快席捲全球。我是它早期付費愛用者之一，基於好奇，與它談 AI 與材料科技，提問「材料科技對AI發展之貢獻」、 「AI 於材料科技之應用」，回應雖不見得完整，但相當中肯，是一個探索相關議題的很有用的起點，可視為學習與研發的強大輔助工具。要特別一提的是，ChatGPT 回應的品質與提問的方式有密切的關係，問題如果具體、清晰、主題明確、簡潔、舉例以及闡明目的，效果較佳。

伊隆馬斯克 (Elon Musk) 是 2022年富比士全球富豪排行榜之首富，身價超過兩千億美元，財富來源主要是特斯拉 (Tesla) 與 SpaceX 兩家公司股票市值；而馬斯克在這兩家公司發展上都做了不少材料創新，尤其他的父親就是材料工程師，而馬斯克大學讀物理，研究所在美國史丹福大學讀材料科學，雖然很快輟學，但一直對材料創新不遺餘力。

馬斯克的公司高度依賴 AI，如果沒有 AI，他的許多企業將無法實現。他的電動車公司 Tesla 使用AI 為其先進的駕駛輔助系統提供動力，旨在實現完全自動駕駛 (FSD) 功能。馬斯克的另一家企業 SpaceX 在優化火箭發射、衛星部署和太空船設計方面也受益於 AI。

SpaceX 公司打造 Starship 此類可重複使用的載人火箭，主要材質就是開發出新的不鏽鋼合金，因為不鏽鋼可以耐高溫，能承受進出地球大氣層時因高速氣流摩擦而產生的高熱，至於一般飛機慣用的鋁合金材質不耐高溫，而用同樣耐高溫而較輕的鈦合金，則受限於價格太昂貴。SpaceX能與美國以及歐盟太空總署競爭並且勝出，成本效益是一個重要因素。

另一方面，在汽車製造部份，馬斯克堅持 Tesla的 Cybertruck 車體也用新款不鏽鋼，就不以成本考量為重點，而著眼於太空科技的連結；由於不鏽鋼的價格與特性，傳統車廠失敗的前例很多，但馬斯克要求團隊嘗試更前衛的設計，並強調，他要的是一個真正夠酷的產品，而不在乎眼前的營利。

各種現代科技的發展都依賴無機晶體。在實用上，晶體必須穩定，但要開發一個新的、穩定的晶體，通常都要經過幾個月以上的艱苦實驗。谷歌 (Google) 旗下人工智慧公司 DeepMind 於去年 11月29 日在頂尖期刊《自然》雜誌上發表一篇論文，宣稱利用AI 工具材料探索的圖形網路 (Graph Networks for Materials Exploration ，GNoME ) 發現了 220 萬種潛在新晶體，其中包括 38 萬種有潛力驅動未來技術的穩定材料。而當時已知結構的無機晶體也僅有 291,382 種。GNoME 至今已展現了利用 AI 大規模開發新材料的潛力。目前在世界各地實驗室進行的獨立實驗已因此創建了 736 個此類新結構。

在同期《自然》雜誌上，與 Google 團隊合作的美國勞倫斯柏克萊國家實驗室 (Lawrence Berkeley National Laboratory，LBNL) 的研究團隊發表的論文中，報導 LBNL 無機粉末固態合成的自主實驗室 (Autonomous Laboratory ，A-Lab)，使用計算、文獻中的歷史數據、機器學習 (ML) 和主動學習來規劃和解釋使用機器人進行的實驗的結果。透過梳理文獻中已發布的多種合成程序，A-Lab 可以評估每個目標與現有材料的相似性，提出試造新材料所需的成分和反應溫度。機械臂自動從原料架上選擇成分，在加熱爐中進行合成，利用鑑定工具分析產品。經過17 天的連續運行，A-Lab 從選出的預期穩定的58 個目標中製作出41 種新型化合物，其中包括各種氧化物和磷酸鹽。

這兩項發展，無疑的是讓新材料開發達到了一個新境界，讓人對 AI 推進的材料科技發展黃金時代充滿期待。

另一方面，也有人指出分析不夠嚴謹，對是否真的發現新材料提出質疑，更多人認為在現階段，把 AI 視為分析數據的另一種方法，賦能而非替代人類，它才是最有用的。同時完善的自動合成實驗室目前非常昂貴，因此需要開發成本較低的選擇，同時仍保持其可靠性和可重複性，未來才可能成為主流工具。

最後是「科幻與 AI」，ChatGPT 的問世，讓人深深感到目前我們已經生活在AI 助成的科幻時代。由於科技進步加速，科幻成真的時程大幅壓縮，以資訊產品來說，網際網路、搜尋引擎、智慧手機等都是在出現之前不久仍只存在科幻想像中； AI 的發展，讓電腦在西洋棋，甚至圍棋比賽中，打遍天下無敵手，文字翻譯、語音、影像辨識大大超越人類，機器人能跑、能跳、從事掃地、鋤草、烹飪等家事，思之都相當科幻；不到兩年前出世的生成式 AI ChatGPT 各項里程碑，讓人目不暇給，每個進程都可以說是發布以前的科幻，也就是科幻賦予 AI 想像，AI 讓科幻成真。

因此科幻與 AI是一共生進化的關係，科幻小說為 AI 革命奠定了基礎，預測了能夠思考、學習和決策的機器的前景和危險。從最早的機械思維到今天複雜的演算法，科幻小說塑造了技術願望，而 AI 的進步激發了新的故事，在創新和想像的無限循環中相互推動。

在AI 時代，材料科技與 AI 息息相關，互為依托，應受到正視，以利用厚生。

2019年臺南之旅 (二) -- 孔廟

2019年臺南之旅 (二) -- 孔廟

二、孔廟
臺南孔子廟是臺灣第一座孔廟，建於明鄭永曆十九年（西元1665年），為臺灣最早的文廟。清領初期是全臺童生唯一入學之所，因此稱「全臺首學」，現為國定古蹟。
明鄭「鄭氏諸葛」陳永華以建議鄭經盡速建立聖廟、學校以延攬人才。鄭經採納此建議後，命令陳永華擇地動工，而陳永華便選在承天府建立「先師聖廟」，工程於永曆廿年正月（約1666年2月）完工，並在先師聖廟旁設有明倫堂，以教化學子。
1683年，清領台灣，設一府三縣，明鄭時期國學成為府學，規模逐漸完備，是臺灣最高學之府，此乃「全臺首學」之名由來，
大成坊有東、西兩座，外貌幾乎一致，下方是雙十字型承重牆，牆頂用燕尾收頭，再以木構造支撐懸山式燕尾屋頂。東大成坊是臺南孔廟的主入口，始建於清康熙五十四年（1715年），外側掛有「全臺首學」的金字橫匾。此外在東大成坊外北側立有一塊「下馬碑」，以滿、漢文並刻「文武官員軍民人等至此下馬」十二字。
有別於全台其他各地的孔廟建築，臺南孔廟採傳統閩南式合院建築。採「左學右廟」規則，建築風格呈現孔子崇尚儉樸的精神，肅穆典雅。

「全臺首學」

「下馬碑」

孔廟導覽圖

進門後可見「禮門」、「義路」二門，右前方為「明倫堂」，再往前為「大成殿」。

現為國定古蹟

「入德之門」為進入明倫堂空間之象徵性入口。是由中央三開間之主體與兩邊的側室組成面寬五開間之門屋，前後均有簷廊，為四根柱子支撐木構架，上承歇山屋頂。主體全部為白粉牆，開有三門，均以石材為框，中央最寬，門額題「入德之門」，左右有花格窗：兩側較窄，東邊門額題「聖域」，西邊題「賢關」，與側室相隔之牆堵則有山水彩繪。「聖域」、「賢關」取自「大學天下賢關，禮義所由出，人才所由興」，聖域賢關意旨此地乃學習聖賢知道的所在。

入德之門

「明倫」是儒學的基礎

「明倫堂」是臺灣府學所在地，寬三開間，採格扇門，屋頂為硬山頂，簷廊設有拱門。正面隔屏所書大學章句，仿元代大書法家趙孟頫所書，以求學必先正心誠意。「明倫」是儒學的基礎，儒學體系的學校講堂也因而以明倫作為主要的名稱。

正面隔屏所書大學章句

孔廟導覽石碑

「文昌閣」作落於孔廟東北角，是廟區唯一塔形建築，為民國六十八年（1979年）重建之貌。一樓為方形，二樓為圓形，三樓為八角形，二樓與三樓並且有尺度甚小之外廊。「文昌閣」屋頂一樓為四角簷飾。二樓為八角簷飾，三樓為八角攢尖頂，上置葫蘆。目前文昌閣二樓供奉文昌帝君，為坐姿塑像，坐在神龕中，頭戴官帽，左手執拿如意。三樓供奉魁星，也因此有人亦將此樓稱為「魁星樓」。 文昌帝君一說為梓潼帝君，即晉代之張亞子。在傳統古制中，文昌閣並不一定與孔子廟有關，而文昌帝君與魁星更與孔子無關，只因歷代重視科考，才會在孔子廟中興建文昌閣。

廟區唯一塔形建築

歷代重視科考，才會在孔子廟中興建文昌閣

二樓供奉文昌帝君

三樓供奉魁星

「禮門」與「義路」位於大成坊之間，大成門前的步道上，步道東側為「禮門」，西側為「義路」，屋頂為硬山式燕尾，屋脊上有一對鴟尾，牆上有小花格窗。過去周圍連有圍牆，自大成坊進入孔廟後得經由「禮門」及「義路」才能進入大成門及及大成殿。

「禮門」與「義路」

「禮門」

「禮門」與「義路」說明

「義路」

大成坊

泮池是諸侯的學校「泮宮」建築外圍一個半圓形的水池

「大成殿」位於「大成門」之內，為孔廟建築群中層級最高的建築。大成的稱呼出自《孟子萬章下》：「孔子之謂集大成也」。意思是孔子整理三代至周公的學問並刪詩書、訂禮樂。贊周易、修春秋，所以是集大成的學者。根據「文化部」資訊網﹕「三開間之大成門為台南市孔子廟中最華麗之門，由六根柱子支撐木構架，再鋪設屋頂。木構架依古制而作，有垂花、雀替及獅座等裝飾，部份以綵繪。屋頂為硬山形式，正脊為三川脊，明間（中央）較高，次間（兩側）較低，以燕尾收頭。明間正脊上有日燄飾，前後四條垂脊端部及兩側屋簷下則各有一隻似獅似虎之動物，據傳是「騶虞」，其是一種義獸，不食生物，有至信之德，所以以其來象徵『至信至德』。」

孔子之謂集大成也

步入「大成門」，才知「大成殿」正在整修，由大布幔遮住，上書「子曰﹕『入太廟，每事問，是禮也』。」似在嘲弄遊客沒有問清楚，即直闖孔廟，只有待下次再來瞻仰。

據12月18日中時電子報報導，因應孔廟大成殿震損修復工程而暫時卸下的「萬世師表」等八方御匾，移師鄭成功文物館展示，南市文化資產管理處10月起啟動修復御匾工作，300多年來頭一遭搬家的御匾，預計明年春天復位，難得的是，修復過程全程開放參觀。八方清代御匾預計明年春季祭孔前歸位至大成殿屋架上，未來，御匾「下凡」近在眼前的機會難再。

「大成殿」正在整修

「大成門」東側有「名宦祠」、「鄉賢祠」，西側則有「孝子祠」、「節孝祠」，「名宦祠」及「鄉賢祠」中供奉牌位遠比「孝子祠」、「節孝祠」中少，可能要身列名宦與鄉賢較為困難。

 「名宦祠」、「鄉賢祠」供奉牌位稀疏

「孝子祠」、「節孝祠」供奉牌位眾多

台南孔子廟說明

2019年臺南之旅 (一) -- 赤嵌樓

2019年臺南之旅

一、赤嵌樓

漢人興建的儒、道教廟祠

歐式城塞至清代已傾圮

鄭成功做為全島公家最高行政機構

赤嵌樓是國定古蹟，印象中是與荷蘭人據台以及鄭成功有密切關係，殊不知今日所見的赤嵌樓，大部分是漢人在荷蘭城堡之上，陸續興建的儒、道教廟祠，包括海神廟、文昌閣。

赤嵌樓又作赤崁樓。前身為1653年荷治時期於赤崁行省興建之歐式城塞，今日又被稱為「普羅民遮城」（Provintia，意謂省城），曾為全台灣島的商業中心，至清代已傾圮，僅留部分殘蹟。

荷蘭人建造了赤崁省的省城要塞——赤崁樓。1661年4月，鄭成功首先攻下「城小易攻」的普羅民遮城，不久後結束了荷蘭東印度公司在臺灣38年的經營。曾在原普羅民遮城設承天府，做為全島公家最高行政機構，俗謂赤崁樓。鄭成功世子鄭經即位後，在1664裁廢承天府，赤崁樓成為儲藏火藥的場所。

清代時期，由人為的殘損，風雨侵蝕、地震顛搖，赤崁樓只餘下四周的頹兀城牆，呈現一片淒清荒涼的景象。1886年，由臺灣知縣沈受謙在原荷蘭所建赤嵌樓基址，以中國傳統樓閣式建築興建海神廟、文昌閣。紅瓦飛簷的中國傳統建築。這兩座閣樓建造在高高的台基之上，二者屋頂均是重檐歇山式，重檐之間實即為二樓部分，繞以綠釉花瓶欄杆，屋脊上則有魚飾建築「藻飾」，護牆欄杆有表情各異的十二隻石獅。1921年，日本人重新發現了普羅民遮城的舊堡門，然後又發掘到東北角的荷蘭砲台殘蹟，以及通到堡壘地下室的門戶。

中國傳統樓閣式建築

紅瓦飛簷

重檐歇山式

重檐之間實即為二樓部分

台南市文物陳列館

1.1 海神廟

懸掛「赤崁樓」門匾的閣樓，其實是海神廟，共分三層，雕欄淩空，軒豁四達。現在的海神廟是台南市文物陳列館，內部陳列赤崁樓相關文史資料。包括荷據與明鄭的開發、鄭荷戰爭下的赤崁樓、歲月容顏--建築變遷、保存與維護。

中有鄭成功畫像，上有「東海流霞」匾額，取自鄭成功五言詩「禮樂衣冠第，文章孔孟家；南山開壽域，東海釀流霞。」

陳列赤崁樓相關文史資料

明鄭的開發

鄭荷戰爭下的赤崁樓

歲月容顏--建築變遷

保存與維護

鄭成功畫像

在海神廟二樓陳列了許多古時候的船的模型與潘麗水先生所畫的四海龍王圖像，另有沈葆楨《安平海神請加封號折》。沈葆楨為林則徐女婿，1875年奉旨來台阻止日本人侵犯，乘船來台時，風浪本應很大，但當時風平浪靜，船隊一路平安，沈葆楨奏請光緒皇帝准建海神廟，唯並未付諸實現，要待1886年，才由臺灣知縣沈受謙完成。

四海龍王圖像

台江滄桑

沈葆楨《安平海神請加封號折》

各式古船模型

文昌閣是為了振興文教而修建的，以崇祀文昌、魁星帝君。

文昌閣一樓除供奉文昌帝君外，還有清代書院教育、科舉考試制度介紹，台灣之有書院，肇始於台南，台南的書院，一切制度作為，則仿自內地。科舉制度的普及，是文治社會發展的表徵。在清代中葉以後，科舉制度的風氣，逐漸興盛。

清代科舉分三階段：童試 (秀才)、鄉試 (舉人)、會試和殿試 (進士)。 台南以府城所在，每年台灣地區童試，都在府城舉行。通過考試者，可入台灣府學 (在孔廟內)，幾年後再赴福建參加「鄉試」，中了舉人，即可參加北京之進士考試。清代台灣府城，計有進士五人。科舉制度不可避免的有功利取向，但仍是古代提振社會風氣不可或缺的一股重要力量。

館中陳列「蓬壺書院生員試卷」、「蓬壺書院生員申請籌款盤川」文書，另有「大題文府」，為鄉試、會試等文章匯集，該書為1887年上海同文書局石印，為研究中國科舉制度的參考資料，有如現代學子應考的參考書。也許是因物力維艱，要節省紙張，每個字只有蠅頭大小，堪為奇觀。

日據時代台南末代市長羽鳥又男塑像設在文昌閣的顯著位置，乃表彰其在第二次世界大戰期間，仍堅持進行赤崁樓的修復工作，對保存歷史古蹟、文物和民俗有功。

為振興文教修建

清代書院教育

介於官學與私塾之間

科舉考試制度介紹

學生試卷

申請籌款盤川

大題文府

日治台南末代市長

文昌閣祀奉文昌帝君，是文章科第之守護神。台灣人信奉的五文昌包括文昌帝君（張亞子）、文衡帝君（關羽）、孚佑帝君（呂洞賓）、魁星星君和朱衣星君（或說是朱熹）。

文昌帝君與魁星爺圖像

祀奉文昌帝君

文昌閣二樓供奉五文昌之一的魁星爺。北斗七星之第一星，稱為魁星，在道教信仰，因為奎星「屈曲相鈞，似文字之書」，奎星星君被認為是主宰文運之神，又稱大魁夫子或大魁星君。古來稱狀元及第為大魁天下，故讀書人奉祀魁星，有冀求科舉及第之祈願。

顧亭林《日知錄》：「今人所奉魁星，不知始於何年。以奎為文章之府，故立廟祀之，乃不能像奎，而改奎為魁，又不能像魁，而之字形，為鬼舉足而起其斗。」顧認為奎星本無「魁」之名，是後人為了祭拜的方便所造。後人對「魁星」以「魁」字造像，為一貌似鬼之神祇，以腳踢斗。民間的魁星塑像，右腳踩鰲頭（象徵中第，獨占鰲頭），左腳踢起星斗，手握硃砂筆，身體動感十足。

奎星星君被認為是主宰文運之神

魁星爺案邊有一桶「魁星筆」，要擲出聖筊才能拿﹔不免隨俗試擲一下，幸運得「魁星筆」一支，當贈予有緣學子，討個吉利。

文昌閣供奉文昌帝君與魁星爺，很多學生都會來這裡祈求保佑考試順利。有位學生在祈福牌上寫道「會寫的全寫對，不會寫的全猜對」，令人莞爾。

幸運得「魁星筆」一支

學生祈福牌

1.3 蓬壺書院

蓬壺書院亦為沈受謙所建，是清代府城最大書院。原有建築群包括書院本體、祭拜朱熹等五位大家的五子祠、講堂門廳，具有相當大的規模。因地震、風災頻仍，書院講堂跟五子祠倒塌，又因為年久失修，僅留下書院的門廳。現存的門廳是清代臺南所建書院中唯一留存的遺跡。

門屋面寬三開間，中間內凹以強化入口意象，並懸有沈受謙所題之「蓬壺書院」匾。現存門廳的建築風格為閩南式，頂端是翹起的燕仔尾，牆面是紅磚砌成的斗砌牆。從赤崁樓外側可看到沈受謙提名的匾額依然掛在門上，兩側綠釉窗上方的橫批「雲路」、「立處」、「霄窺」、「鵬程」代表著當年在此處苦讀的院中人的心情。

蓬壺書院遺址

清代臺南書院唯一留存遺跡

蓬壺書院建築事略

書院學規

藏書一角

部分藏書

建築風格為閩南式

1.4 小碑林與御贔屭碑
嵌於海神廟臺基周圍的石碑，碑文內容包括禁令、修橋、修廟、造路、旌表、墓道等。另有傳聞原為鄭成功墓道石馬因為怪而遭斷足之古蹟。石碑上字跡經風吹雨打、歲月摧殘，多不可辨識，甚為可惜。
1786年乾隆晚年平定林爽文事件，清朝政府把福康安將軍平定過程刻成十塊長方形石碑，取「石全石美」之意，並有贔屭底座。石碑高3.1公尺，寬1.4公尺，以金門「麻糬石」雕刻而成。其中九座於民國49年移到赤崁樓安置。傳說贔屭為龍生九子之一，貌似龜而好負重，有齒，力大可馱負三山五嶽。其背亦負以重物，多為石碑、石柱之底台及牆頭裝飾，

海神廟臺基周圍的石碑

傳聞墓道石馬

石馬傳說

石全石美

1.5 荷據城堡遺跡

荷蘭人所建城堡，在東北及西南各有稜堡一座，上有瞭望亭，後傾頹。1921年，日本人在發掘重現荷蘭人磚砌城堡之一角，以及通到堡壘地下室的門戶，為今日赤嵌樓最具史料價值的留存。1944年，在修建時，又發現了向西的舊堡門。

荷蘭人磚砌城堡模型

城堡殘跡

荷蘭人磚砌城堡之一角

城堡原始入口

城堡原始入口說明